二次函数在闭区间上的最值一一记住这几点再也不用愁了

二次函数在闭区间上的最值是高中数学中出现最多的题型,好多问题通过转化最后归结为求二次函数在闭区间上的最值。

二次函数在闭区间上的最值,与抛物线的开口方向和对称轴在区间上的位置有关。以开口向上的抛物线为例,给定区间[m,n],对称轴可能在区间上,也可能位于区间的左右两侧,分三种情况讨论:

二次函数在闭区间上的最值一一记住这几点再也不用愁了

一、最小值的求法

(1)区间[m,n]在对称轴的左侧,如图1,函数f(X)在区间[m,n]上单调递减,最小值为f(n);

(2)区间[m,n]在对称轴的右侧,如图2,函数f(X)在区间[m,n]上单调递增,最小值为f(m);

(3)对称轴在区间[m,n]内,如图3,函数f(X)在区间[m,n]内先减后增,最小值在顶点处取得。

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二、最大值的求法

因为抛物线开口向上,最大值只可能在端点处取得。若对称轴X>(m+n)/2,则最大值为f(m);若对称轴X

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若抛物线开口向下,类比得出。

例1.求二次函数f(X)=X²一2Ⅹ+2,X∈[t,t+1]的最小值。

[思路探寻]对称轴确定,区间在移动,可移动到对称轴的左边、右边、包含对称轴,依单调性求出最小值。

[解析]当t+1≤1即t≤O时,函数在区间[t,t+1]上单调递减,最小值m=f(t+1)=t²+1;

当t≥1时,函数在区间[t,t+1]上单调递增,最小值

m=f(t)=t²一2t+2;

当t<1

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[迁移]例1条件不变,改为求最大值。

[略解]f(t)一f(t+1)=t²一2t+2一[(t+1)²一2(t+1)+2=一2t+1

当一2t+1≥0即t≤1/2时,f(t)>f(t+1),最大值M=f(t)=t²一2t+2;

当一2t+11/2时,f(t)

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例2、求二次函数f(Ⅹ)=X²一2aX一1(X∈[0,2])的最大值。

[思路探寻]抛物线开口向上,最大值只可能在端点处得到。

[解析]f(2)一f(0)=4(1一a),

当a<1时,f(2)>f(0),

最大值M=f(2)=3一4a;

当a≥1时,f(2)

最大值M=f(0)=一1。

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二次函数在闭区间上的最值一一记住这几点再也不用愁了

例3函数f(×)=X²+2X+3,X∈[m,O](m

[思路探寻]抛物线开口向上,对称轴X=一1,f(0)=f(一2)=2,

f(一1)=3,作图观察易知一2≤m≤一1。

(解略)

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例4.设a>0,函数f(X)=一X²一aX+b+1(X∈[一1,1])的最大值为0,最小值为一4,求a,b的值。

[思路探寻]抛物线开口向下,对称轴X=一a/2

[解析]当a≥2时一a/2≤一1,对称轴在区间左边,函数f(X)在区间[一1,1]上单调递减,得f(一1)=0且f(1)=一4,求得a=2,b=一2;

当O


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